Дозирующий аэрозольный клапан.

Номер патента: 1229

Опубликовано: 25.12.2000

Авторы: Хискокс Питер Джерард, Джи Дейвид Лоренс

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Ручное устройство для создания аэрозольного облака из частиц, содержащее сосуд высокого давления, распылительное сопло и клапан, состоящий из неподвижного относительно сосуда высокого давления корпуса и дозирующего элемента, отличающееся тем, что корпус клапана имеет вход, сообщающийся с сосудом высокого давления, и выход, сообщающийся с распылительным соплом, а дозирующий элемент имеет дозирующую камеру и установлен в корпусе с возможностью перемещения дозирующей камеры между первым положением, в котором она сообщается с входом, и вторым положением, в котором она сообщается с выходом, причем перемещение дозирующего элемента между первым и вторым положениями осуществляется вдоль оси, перпендикулярной действию давления на входе.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус клапана имеет отверстие, дозирующий элемент выполнен в виде штока, установленного в отверстии, а дозирующая камера образована выемкой штока.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оба конца отверстия открыты в атмосферу.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что между корпусом и штоком расположены уплотнения для предотвращения утечки сжиженного газа.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что уплотнения расположены так, что вход всегда изолирован от выхода независимо от положения штока.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно содержит две пары уплотнений так, что при нахождении дозирующей камеры в первом положении первая пара уплотнений сохраняет сообщение этой камеры с входом и изолирует ее от выхода, а при нахождении дозирующей камеры во втором положении вторая пара уплотнений сохраняет сообщение этой камеры с выходом и изолирует ее от входа.

7. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что уплотнения содержат политетрафторэтиленовые манжетные уплотнения с выполненной за одно целое металлической пружиной.

8. Устройство по любому из пп.2-7, отличающееся тем, что выемка выполнена в форме канавки со скошенными краями.

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что сосуд снабжен разрывным запирающим элементом, а корпус клапана на входе снабжен средствами разрыва этого элемента так, что при взаимодействии сосуда с корпусом клапана на входе разрывной запирающий элемент разрывается.

10. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что клапан снабжен игольчатым клапаном, который содержит иглу, прижатую к седлу, а шток имеет наклонную поверхность так, что при нахождении в первом положении игла игольчатого клапана смещена со своего седла с обеспечением сообщения между сосудом и дозирующей камерой, а при нахождении во втором положении эта игла установлена так, что сообщение между сосудом и дозирующей камерой предотвращено, причем смещение иглы со своего седла с преодолением прижатия вызвано воздействием на нее наклонной поверхности при перемещении штока между первым и вторым положениями.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что корпус клапана имеет второй выход, а шток имеет вторую наклонную поверхность, которая взаимодействует с первой наклонной поверхностью так, что шток может перемещаться между первым положением, в котором дозирующая камера сообщается с входом, и вторым положением, в котором при боковом перемещении штока в отверстии в любом направлении дозирующая камера сообщается с одним из двух выходов.

12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит уплотнения, расположенные так, что вход все время изолирован от выхода или выходов независимо от положения штока.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что уплотнения выполнены из политетрафторэтилена.

14. Устройство по любому из пп.10-13, отличающееся тем, что сосуд содержит выполненный за одно целое клапанный узел, содержащий элемент, прижатый к седлу так, что при взаимодействии сосуда с входом дозирующего клапана клапанный элемент сосуда расположен в непосредственной близости от иглы игольчатого клапана, входящего в состав дозирующего клапана, приведение в действие которого вызывает отвод иглы от своего седла с упором в клапанный элемент сосуда, который, в свою очередь, отводится от своего седла и таким образом обеспечивает сообщение входа с внутренней полостью сосуда.

15. Способ создания аэрозольного облака из частиц, включающий образование раствора или суспензии вещества, подлежащего распылению, в сжиженном газе высокого давления, который находится в докритическом состоянии, отличающийся тем, что быстрое расширение этого раствора или этой суспензии осуществляют в распылительном сопле устройства по любому из пп.1-15.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что в нем используют сжиженный газ, содержащий диоксид углерода, оксид азота (III) или гексафторид серы.

17. Способ по п.15 или 16, отличающийся тем, что в качестве вещества, подлежащего распылению, используют фармацевтическое вещество.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве фармацевтического вещества используют сальбутамол, беклометазона дипропинат, сальметерол, флутиказона пропинат или фармацевтически приемлемые соли любого из этих веществ.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

1 Изобретение относится к способу и устройству для получения вещества в виде аэрозоли. В основном, но не исключительно оно относится, например, к дозирующим ингаляторам для лекарственных аэрозолей. Аэрозольные распылители используются во всем мире для распыления большого количества веществ, например лаков для волос,средств для полировки мебели, очистителей,красок, средств для уничтожения насекомых и лекарственных препаратов. Сжиженные сжатые газы, постоянно используемые в качестве газов-вытеснителей в аэрозольных распылителях для ингаляций, более предпочтительны по сравнению с не сжиженными сжатыми газами, такими как азот или диоксид углерода, так как они обладают следующими необходимыми преимуществами: а) струя подвергается мгновенному испарению с получением аэрозолей с частицами очень маленьких размеров,б) размеры частиц струи остаются постоянными в течение процесса опорожнения упаковки, так как давление пара в ингаляторе поддерживается на почти постоянном уровне постепенным испарением газа-вытеснителя,в) давление, созданное частичным испарением газа-вытеснителя внутри дозирующей камеры клапана, вызывает эффективный выброс содержимого дозирующего клапана и выдачу точной дозы,г) соответствующим образом составленные препараты имеют исключительную химическую стабильность и сопротивляемость к развитию микробов. На фиг. 1a и 1b приложенных чертежей показаны клапан и нижняя часть типичного аэрозольного распылителя дозирующего ингалятора соответственно в закрытом и открытом положениях. Такие распылители в основном содержат небольшой алюминиевый челночный клапан 1, обжатием прикрепленный к емкости 2,содержащей лекарственный препарат и хлорфторуглеродный газ-вытеснитель. Клапан приводится в действие ручным нажатием на стержень 3 челнока, так что он перемещается на небольшое расстояние в емкость 2. Для этого необходимо преодолеть усилие, с которым пружина 4 действует на стержень 3, и давление внутри емкости. Давление внутри таких распылителей обычно составляет примерно 8 бар(8,16 кг/см 2), что позволяет сохранять хлорфторуглеродные газы-вытеснители в жидком состоянии при температуре окружающей среды. До недавнего времени хлорфторуглероды были самыми распространенными газамивытеснителями, используемыми в аэрозолях, так как они инертны, могут смешиваться с большим количеством веществ, легко сжижаются при низких давлениях, позволяют иметь по существу постоянный расход вещества и создают облако капелек с диаметрами в пределах от 3 до 100 2 мкм и более. Однако в 1970-х годах было выдвинуто предположение, что хлорфторуглероды являются причиной разрушения озонового защитного слоя Земли, и в 1987 г. большинство стран подписали Монреальское Соглашение об ограничении применения хлорфторуглеродов и договорились о прекращении их использования для второстепенных целей к концу 1995 г. Одним важным исключением, касающимся сроков прекращения использования хлорфторуглеродов, является их применение в лекарственных дозирующих ингаляторах для медицинских препаратов, использование которых не считается второстепенным, но даже такое использование хлорфторуглеродов будет ограничено по мере развития приемлемых альтернативных вариантов. В настоящее время много фирм работает над поисками альтернативных газоввытеснителей, не содержащих хлорфторуглероды и не разрушающих озон, что присуще обычным газам-вытеснителям, содержащим хлорфторуглероды, для использования в устройствах для распыления аэрозолей, включая дозирующие ингаляторы. К газам-вытеснителям, которые обладают минимальной озоноразрушающей способностью по сравнению с общеизвестными хлорфторуглеродами, относятся фторуглероды и водородосодержащие фторуглероды(обычно известные как HFA-газы-вытеснители) и некоторые медицинские аэрозольные препараты, в которых используются такие системы газов-вытеснителей, как описаны, например, в заявках на Европейский патент 0372777 и на патенты РСТWО 91/04011, WО 91/11173,WО 91/11495 и WО 91/14422. Все эти заявки относятся к приготовлению аэрозолей под давлением для приема лекарственных препаратов и направлены на решение проблем, связанных с использованием газов-вытеснителей нового типа, и, в частности, проблем, связанных со стабильностью приготовленных фармацевтических препаратов. Во всех этих заявках предложено добавление одного или нескольких вспомогательных веществ, таких как спирты, алканы,диметиловый эфир, поверхностно-активные вещества и даже обычные хлорфторуглеродные газы-вытеснители в малых количествах для сведения до минимума возможного разрушения озона. Поверхностно-активные вещества добавляются для стабилизации препаратов в виде суспензий. Однако в то время как эти вещества обычно могут использоваться в дозирующих ингаляторах, где применяются хлорфторуглеродные газы-вытеснители, то для их использования с водородосодержащими фторуглеродными газами-вытеснителями, в которых они обычно не растворяются, требуется применение дополнительных сорастворителей. Были также сделаны попытки создания устройств, имеющих удовлетворительные характеристики распыления, с использованием 3 сжатых газов, таких как азот и диоксид углерода, которые присутствуют в атмосфере в относительно больших пропорциях. Основная проблема, связанная с аэрозольными распылителями такого типа, в которых в качестве газавытеснителя используется сжатый газ, заключается в том, что характеристики распыления могут быть удовлетворительными, когда распылитель полон, а газ-вытеснитель находится под высоким давлением, но по мере их опорожнения давление значительно падает, так как увеличивается доступный объем, что приводит к ухудшению распыляющей способности и самого распыления до такой степени, что оно становится неудовлетворительным для многих целей. Такие распылители могут использоваться в тех случаях, когда ухудшение распыляющей способности не имеет значения, например, при распылении продуктов питания, но их использование в тех областях, где распыление и распыляющая способность очень важны, например при распылении лекарственных препаратов,невозможно. При таком применении часто необходима подача лекарственного препарата для локального лечения легочных заболеваний или для обеспечения проникновения в поток крови лекарственного препарата, который плохо всасывается через пищеварительный тракт. Для достижения альвеол существенным является то,что аэродинамический размер частиц составляет меньше 10 мкм, предпочтительно в пределах от 0,5 до 5 мкм. Для надежного получения из распылителя аэрозольного облака, в котором большинство частичек имеют размеры в пределах от 0,5 до 5 мкм, необходимо поддерживать фактически постоянное давление газа-вытеснителя. Давление, необходимое для поддержания таких газов, как диоксид углерода, в жидком состоянии при температуре окружающей среды,обычно примерно в десять раз выше давления внутри обычного распылителя, такого как показан на фиг. 1a и 1b, причем это давление гораздо выше давления внутри обычно используемых распылителей. Следовательно, для сохранения такого же усилия приведения в действие диаметр стержня челнока должен быть уменьшен соответственно согласно строгим инженерным требованиям. В патенте США 5301664 описано устройство для получения несомой газом дисперсии физиологически активного вещества, растворенного в жидком растворителе, который находится в сверхкритическом состоянии. Такой сверхкритический раствор переходит в докритическую зону для испарения растворителя и образования аэрозольного облака из частичек растворенного вещества. Некоторые проблемы,связанные с этим устройством, заключаются в следующем: во-первых, температура и давление в емкости должны поддерживаться выше критических температуры и давления растворителя для поддержания сверхкритических условий и, 001229 4 во-вторых, для обеспечения соответствующей подачи дозы растворенного вещества при каждой активации клапана необходимо либо уменьшать объем емкости при каждой подаче дозы на величину выделенного объема для сохранения плотности растворенного вещества,либо соответственно увеличивать размер дозы. В заявке на Европейский патент 675054(опубликованной после даты приоритета по данной заявке) описан инжекторный клапан с постоянным расходом и контейнер для диоксида углерода, но, однако, не рассмотрено использование растворов или суспензий веществ в диоксиде углерода и не упоминается использование клапана в устройствах для ингаляций. Более того, так как для открытия клапана требуется преодолеть давление внутри емкости, устройство не удобно для использования в случае, когда диоксид углерода находится под очень высоким давлением. В заявке на Европейский патент 677332(опубликованной после даты приоритета по данной заявке) описан способ и устройство для создания очень мелких частиц вещества, при этом способ включает растворение вещества в первой жидкости, смешивание полученного раствора со второй жидкостью (такой как диоксид углерода в сверхкритическом состоянии) с последующим быстрым снижением давления. Однако этот способ не может применяться для всех веществ, и устройство сравнительно сложно, так как в нем необходимо регулирование этапа смешивания. Более того, если раствор первой жидкости сам может растворяться во второй жидкости, то в растворенном веществе до снижения давления может начаться неуправляемый процесс рекристаллизации. Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для получения аэрозольного облака, в которых преодолены вышеупомянутые недостатки и которые имеют более широкое применение или обеспечивают достижение желаемого результата с большей легкостью и простотой. В настоящем изобретении предложено ручное устройство для создания аэрозольного облака из частиц вещества, включающее сосуд высокого давления, содержащий раствор или суспензию вещества, подлежащего распылению,в сжиженном газе высокого давления, который находится в докритическом состоянии, клапан,приводимый в действие вручную, и распылительное сопло. Авторами в особенности предусмотрено то, что клапан выполнен в виде дозирующего клапана. Таким образом, клапан может содержать корпус, имеющий вход, сообщающийся с сосудом высокого давления, выход, сообщающийся с распылительным соплом, и дозирующий элемент, содержащий дозирующую камеру и установленный в корпусе с возможностью перемещения дозирующей камеры между пер 5 вым положением, в котором она сообщается с входом, и вторым положением, в котором она сообщается с выходом. В предпочтительном варианте выполнения изобретения дозирующий элемент выполнен в виде штока, а дозирующая камера образована выемкой штока. Корпус клапана имеет отверстие, а дозирующий элемент выполнен в виде штока, который расположен в отверстии и выемка которого образует дозирующую камеру. Предпочтительно оба конца отверстия открыты в атмосферу. В особенно предпочтительном варианте выполнения изобретения клапан содержит корпус с входом и выходом, шток с выемкой установлен в корпусе с возможностью перемещения между первым положением, в котором выемка сообщается с входом, и вторым положением, в котором она сообщается с выходом, причем шток и вход расположены так, что усилие, необходимое для приведения в действие клапана путем перемещения штока между первым и вторым положениями по существу не зависит от давления на входе. Такой вариант выполнения имеет преимущество, заключающееся в том, что пользователь устройства не имеет затруднений в приведении в действие клапана даже при очень высоком давлении внутри сосуда. Более подробно, допустимое давление внутри сосуда ограничено его прочностью и рабочими параметрами устройства (например, необходимостью поддержания газа в докритическом состоянии), а не силой пользователя. Более того, изготовление деталей устройства не вызывает никаких особых инженерных трудностей. В одном предпочтительном варианте выполнения, имеющем преимущество, заключающееся в симметричности и простоте изготовления, шток и вход расположены так, что клапан приводится в действие путем перемещения штока между первым и вторым положениями вдоль оси, перпендикулярной оси, вдоль которой действует давление на входе. В указанных выше устройствах между корпусом и штоком расположены уплотнения для предотвращения утечки сжиженного газа. В идеальном варианте уплотнения расположены так, что вход всегда изолирован от выхода независимо от положения штока. Например, устройство может содержать две пары уплотнений, так что при нахождении дозирующей камеры в первом положении первая пара уплотнений сохраняет сообщение этой камеры с входом и изолирует ее от выхода, а при нахождении дозирующей камеры во втором положении вторая пара уплотнений сохраняет сообщение этой камеры с выходом и изолирует ее от входа. Хотя может быть предусмотрено несколько альтернативных вариантов, авторы сочли целесообразным использование политетрафторэтиленовых (ПТФЭ) манжетных уплотнений с 6 выполненной за одно целое пружиной. ПТФЭ является особенно пригодным уплотнительным материалом, поскольку он не требует смазки, не впитывает диоксид углерода, не содержит канцерогенных компонентов и признан пищевым. ПТФЭ не эластичен, и поэтому для сохранения уплотнения необходима выполненная за одно целое пружина. Возможно также использование альтернативных конструкций или материалов уплотнений, например полиэтилена со сверхвысоким молекулярным весом. Другой вариант выполнения изобретения,который не имеет преимущества, заключающегося в том, что усилие, необходимое для приведения в действие клапана путем перемещения штока между первым и вторым положениями,по существу не зависит от давления на входе, но который, тем не менее, имеет преимущество,заключающееся в том, что усилие, необходимое пользователю для приведения в действие клапана, может быть существенно снижено, рассмотрен ниже. В этом варианте выполнения предложено устройство, в котором на входе в клапан расположен игольчатый клапан, который содержит иглу, прижатую к седлу, а шток имеет наклонную поверхность так, что при нахождении в первом положении игла игольчатого клапана смещена со своего седла с обеспечением сообщения между сосудом высокого давления и дозирующей камерой, а при нахождении во втором положении эта игла установлена так, что сообщение между сосудом высокого давления и дозирующей камерой предотвращено, причем смещение иглы со своего седла с преодолением прижатия вызвано воздействием на нее наклонной поверхности при перемещении штока между первым и вторым положениями. Устройство особенно удобно, когда корпус клапана имеет второй выход, а шток имеет вторую наклонную поверхность, которая взаимодействует с первой наклонной поверхностью,так что шток может перемещаться между первым положением, в котором дозирующая камера сообщается с входом, и вторым положением,в котором при боковом перемещении вала в отверстии в любом направлении дозирующая камера сообщается с одним из двух выходов. Предпочтительно устройство также содержит уплотнения, расположенные так, что вход все время изолирован от выхода или выходов независимо от положения штока. В качестве дополнительного усовершенствования сосуд высокого давления может содержать выполненный за одно целое клапанный узел, содержащий элемент, прижатый к седлу,так что при взаимодействии сосуда высокого давления с входом дозирующего клапана клапанный элемент сосуда расположен в непосредственной близости от иглы игольчатого клапана,входящего в состав дозирующего клапана, приведение в действие которого вызывает отвод 7 иглы от своего седла с упором в клапанный элемент сосуда, который, в свою очередь, отводится от своего седла и таким образом обеспечивает сообщение входа с внутренней полостью сосуда. Преимущество данного устройства заключается в том, что дозирующий клапан может быть легко присоединен к сосуду высокого давления и отсоединен от него, что, таким образом,облегчает замену или перезаполнение сосуда его содержимым. В соответствии с другой целью изобретения предложен также способ создания аэрозольного облака из частиц, включающий образование раствора или суспензии вещества, подлежащего распылению, в сжиженном газе высокого давления, который находится в докритическом состоянии, и быстрое расширение этого раствора или этой суспензии в распылительном сопле предложенного устройства. В результате использования сжиженного газа высокого давления газ-вытеснитель испаряется из капелек с большей скоростью, чем общеизвестные газы-вытеснители, что, таким образом, уменьшает вероятность оседания наполненных лекарственным препаратом капелек на горле пациента и вследствие этого увеличивает эффективность поступления лекарственного препарата к легким. Сжиженными газами высокого давления обычно должны быть газы, сжижение которых при температуре окружающей среды происходит при давлении выше 25 бар (25,49 кг/см 2). Обычно они сжижаются при давлении больше 55 бар (56,08 кг/см 2) и до 150 бар (152,95 кг/см 2). При повышении температуры жидкости ее плотность уменьшается, в то время как при повышении давления газа его плотность повышается. В критической точке плотность обеих фаз становится одинаковой, так что обе фазы становятся неразличимыми. Под термином "докритическое состояние" понимается то, что сжиженный газ высокого давления не переходит в"сверхкритическое" состояние, то есть его температура и давление не выше критических значений (определенных из диаграммы фазового состояния газа) при всех возможных рабочих условиях устройства. Например, давление сжиженного газа не настолько высоко, что газ переходит в сверхкритическое состояние при температуре, например, 30 С. Так как значения критических температур и давлений для конкретных газов определены,например: Критическое Критическая давление,температура, С 2 бар (кг/см ) Диоксид углерода 74 (75,46) 31 Оксид азота (III) 72 (73,42) 36 Гексафторид серы 37 (37,73) 45 Этан 48 (48,95) 32 Трифторметан 47 (47,93) 26 Газ 8 то эти значения должны изменяться в присутствии других компонентов в препарате, содержащем сжиженный газ. Газами, которые особенно подходят для осуществления предлагаемого способа, являются диоксид углерода, оксид азота (III) и гексафторид серы. Предпочтительными являются диоксид углерода и оксид азота (III), особенно диоксид углерода. Возможно также использование смесей этих газов. Такие газы не разрушают атмосферный озон, являются хорошими растворителями или хорошей средой для суспензий,обладают хорошими вытесняющими свойствами для создания облака из частиц или капель, а также снижают необходимость в эксципиентах,особенно в сорастворителях. Диоксид углерода в жидкой форме является особенно хорошим растворителем, поэтому для стабилизации суспензий в нем могут быть растворены поверхностно-активные составляющие без необходимости добавления дополнительных сорастворителей. Более того, при распылении в атмосферу он подвергается по существу мгновенному испарению, создавая аэрозольное облако активной составляющей с частицами очень маленьких размеров. Вещества, подходящие для распыления таким способом, могут содержать лекарственные препараты, особенно препараты, предназначенные для ингаляций, такие как сальбутамол, беклометазона дипропинат, сальметерол и флютиказона пропинат и их фармакологически приемлемые соли. Другие препараты, предназначенные для ингаляций, включают хромгликат, недохромил, ипратропиум, тербуталин, формотерол, будезонид и репротерол, а также их фармакологически приемлемые соли. В зависимости от свойств активной составляющей и ее растворимости в сжиженном газе-вытеснителе для улучшения свойств препарата могут использоваться эксципиенты. Для улучшения свойств препарата в виде суспензии желательно в сжиженном газе растворить или диспергировать поверхностноактивное вещество. Возможно также добавление в сжиженный газ сорастворителя для улучшения свойств препаратов в виде раствора или суспензии. В зависимости от того, что предпочтительно - распыление суспензии или раствора вещества, а также от их концентрации и от применения и концентрации эксципиентов, таких как сорастворители, поверхностно-активные вещества или разбавители зависят от растворимости и других свойств вещества, предназначенного для распыления, в газе-вытеснителе. Предпочтительные варианты выполнения изобретения далее рассмотрены только в качестве примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 2 изображает вид сверху предлагаемого ручного устройства; 9 фиг. 3 - разрез дозирующего клапана, соответствующего одному варианту выполнения изобретения; фиг. 4 - разрез уплотнения, используемого в дозирующем клапане, показанном на фиг. 3; фиг. 5a-5c - разрезы дозирующего клапана,показанного на фиг. 3, на различных этапах его работы; фиг. 6 - разрез дозирующего клапана, соответствующего второму варианту выполнения изобретения; и фиг. 7 - разрез емкости с выполненным за одно целое клапанным узлом, пригодным для использования с дозирующим клапаном, показанным на фиг. 6. Предлагаемое устройство, показанное на фиг. 2, включает ручной сосуд или емкость 4 высокого давления, содержащую суспензию сальбутамола сульфата, взвешенного в сжиженном диоксиде углерода, и присоединенную к дозирующему клапану 5 с приводной кнопкой 6,установленной с возможностью регулирования сжиженного газа высокого давления и приведения в действие вручную, и распылительное сопло 7. Концентрация суспензии составляет 32 мг сальбутамола сульфата на 8 мг диоксида углерода, а ее давление поддерживается на уровне примерно 60 бар (61,18 кг/см 2). Сосуд 4 выполнен в виде баллона, обычно используемого в качестве емкости для диоксида углерода высокого давления в содовых сифонах. Сосуд выполнен из металла, но может быть также выполнен из любого другого соответствующего материала высокой прочности. Сосуд может быть снабжен разрывным запирающим элементом, которым обычно снабжены сосуды типа содовых сифонов, или, в ином случае, клапанным устройством для регулирования потока из сосуда. Сосуд, снабженный клапанным устройством, показан на фиг. 7 и более подробно рассмотрен ниже. Дозирующий клапанный механизм показан на фиг. 3 и содержит корпус 8 с резьбой для установки сосуда высокого давления на входе 9. Корпус 8 может быть снабжен пробивающим элементом (не показан) для пробивания разрывного запирающего элемента на сосуде высокого давления или устройством привода клапана для открытия клапанного устройства на сосуде высокого давления. Корпус 8 имеет сквозное отверстие, в котором расположен шток 10, и выход 11, ведущий к распылительному соплу (не показано). Внутри отверстия расположены четыре уплотнения 12, 13, 14, 15. На фиг. 4 показан разрез одного уплотнения, содержащего политетрафторэтиленовое(ПТФЭ) манжетное уплотнение 16 с выполненной за одно целое металлической пружиной 17. Шток 10 имеет выемку, выполненную в форме канавки 18 со скошенными краями, которая вместе со стенками отверстия ограничивает дозирующую камеру, размер которой позволяет 10 вмещать дозу, равную 50 микролитрам. Однако ее размеры могут изменяться в зависимости от требуемых характеристик подачи. Внутри отверстия расположены два стопорных кольца 19, 20, в которых выполнены каналы для поддержания зазора между уплотнительными парами 12, 13 и 14, 15, при этом каналы обеспечивают сообщение между канавкой 18 и соответственно входом 9 и выходом 11 в зависимости от положения штока 10. Шток 10 и вход 9 расположены так, что усилия, действующие на шток из-за давления в сосуде, находятся в равновесии, так как эффективная поверхность штока, на которую воздействует давление, является одинаковой для обоих направлений перемещения штока. Поэтому усилие, необходимое для перемещения штока, по существу не зависит от давления внутри сосуда. На фиг. 5a, 5b и 5c проиллюстрирована работа клапанного механизма. На фиг. 5a показан клапан в начальном положении, в котором жидкость высокого давления, поступившая из емкости, находится между уплотнениями 12 и 14. Для дозирования некоторого количества жидкости шток 10 перемещается в положение, показанное на фиг. 5b. Дозированный объем, таким образом, находится между уплотнениями 13 и 14 и может быть изменен путем изменения размеров канавки 18. Дозированный объем жидкости может подаваться из выхода 11 путем перемещения штока 10 в положение, показанное на фиг. 5c. По мере прохождения канавки 18 через уплотнение 14 образуется проход к выходу 11 для дозированного объема жидкости. Высокое давление,необходимое для сохранения дозированного объема жидкости в жидком виде, стравливается в атмосферу через выход 11. В результате этого при расширении в выходе 11 жидкий газвытеснитель в виде диоксида углерода подвергается по существу мгновенному испарению. По мере протекания газа-вытеснителя через выход 11 он захватывает взвешенную в нем активную составляющую, а мгновенное испарение обеспечивает преобразование 200 микрограмм сальбутамола сульфата в аэрозольное облако из частиц с размерами, удобными для вдыхания. При нахождении в положении, показанном на фиг. 5c, давление в емкости сохраняется уплотнениями 12 и 13. Уплотнение 15 обеспечивает отсутствие протечек жидкости в конце клапанного механизма. После выхода дозированного объема жидкости шток под действием пружины(не показана) возвращается в положение, показное на фиг. 5a, а клапан заправляется заново и опять готов к работе. Преимущество применения рассмотренного варианта выполнения дозирующего клапана заключается в том, что усилие, необходимое для его работы, по существу не зависит от давления в емкости. Поэтому клапан выполнен с возмож 11 ностью удобного приведения его в действие нажатием пальцем на конец штока 10. На фиг.6 показан альтернативный вариант выполнения дозирующего клапана, который содержит корпус 30 с соответствующим приспособлением для закрепления сосуда (не показан) на входе 31. Корпус 30 также имеет два выхода 32, 33 для присоединения к распылительному соплу (не показано) и отверстие, в котором расположен шток 34. На входе 31 расположен игольчатый клапан 36. Шток 34 выполнен с двумя выемками уменьшенного диаметра, разделенными двумя симметричными коническими участками, образующими наклонные поверхности 37, 38. Выемки уменьшенного диаметра и поверхности 37, 38 образуют отдельную камеру 39 внутри отверстия. Между отверстием и штоком 34 расположены уплотнения 40, 41 для предотвращения выхода жидкости из камеры 39 через концы клапанного устройства. Для приведения клапана в действие из положения, показанного на фиг. 6, пользователь нажимает на шток 34 в направлении стрелки. По мере перемещения штока 34 внутри отверстия уплотнение 41 перемещается мимо выхода 33 и герметизирует от него камеру 39, а клапан 36 отводится от своего седла поверхностью 37,обеспечивая, таким образом, проникновение сжиженного раствора или суспензии в камеру 39 из емкости через вход 31. По мере приближения штока к концу своего пути поверхность 38 обеспечивает закрытие клапана 36, а по мере перемещения уплотнения 40 мимо выхода 32 дозированный объем жидкости, расположенной внутри камеры 39, выбрасывается через выход 32. Благодаря симметричной конфигурации клапана последующее приведение его в действие обеспечивается нажатием на шток 34 в направлении,противоположном указанному стрелкой на фиг. 6. Процесс дозирования и подачи жидкости в этом случае полностью аналогичен рассмотренному выше, кроме того, что функции, выполняемые выходами 32, 33, поверхностями 37, 38 и уплотнениями 40, 41 соответственно осуществляются в обратном порядке. Дозирующий клапан, показанный на фиг. 6, может быть удобно установлен на емкости с выполненным за одно целое клапанным узлом,что обеспечивает возможность безопасного отсоединения этой емкости от дозирующего клапана без утечки ее содержимого. Пример такой емкости показан на фиг. 7. Она содержит сосуд 50 высокого давления с выходом 51 и клапанное устройство 52, которое при нахождении в закрытом положении предотвращает поток содержимого емкости через выход 51, а при нахождении в открытом положении обеспечивает поток через этот выход 51. 12 Устройство 52 содержит клапанный элемент 53, который при нахождении в закрытом положении расположен на седле 54 клапана с предотвращением потока через клапан, а при нахождении в открытом положении отводится от седла 54 в направлении точки крепления по отношению к сосуду 50 с обеспечением потока мимо элемента 53 и седла 54 к выходу 51. Элемент 53 отжимается в закрытое положение пружиной 55 и/или воздействием давления внутри емкости так, что до тех пор, пока на него не начнет действовать внешняя сила, клапан остается в закрытом положении. Выход 51, присоединенный к дозирующему клапану, изображенному на фиг. 6, крепится к входу 31 дозирующего клапана так, что элемент 53 расположен в непосредственной близости к клапану 36. При приведении в действие дозирующего клапана клапан 36 отводится от своего седла с упором в элемент 53, который, в свою очередь, также отводится от своего седла и обеспечивает таким образом ввод содержимого емкости в камеру 39. В конце рабочего хода дозирующего клапана устройство 52 закрывается, так как клапан 36 и элемент 53 возвращаются на свои соответствующие седла. В любое время емкость может быть отсоединена от дозирующего клапана без каких-либо утечек ее содержимого, например, для замены емкости. В противном случае возможна замена элемента 53 и клапана 36 отдельной иглой, образующей часть устройства 52 и выступающей за пределы выхода 51 так, что при приведении в действие дозирующего клапана эта игла отводится от своего седла при непосредственном контакте с поверхностями 37 и 38. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Ручное устройство для создания аэрозольного облака из частиц, содержащее сосуд высокого давления, распылительное сопло и клапан, состоящий из неподвижного относительно сосуда высокого давления корпуса и дозирующего элемента, отличающееся тем, что корпус клапана имеет вход, сообщающийся с сосудом высокого давления, и выход, сообщающийся с распылительным соплом, а дозирующий элемент имеет дозирующую камеру и установлен в корпусе с возможностью перемещения дозирующей камеры между первым положением, в котором она сообщается с входом,и вторым положением, в котором она сообщается с выходом, причем перемещение дозирующего элемента между первым и вторым положениями осуществляется вдоль оси, перпендикулярной действию давления на входе. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что корпус клапана имеет отверстие, дозирующий элемент выполнен в виде штока, установленного в отверстии, а дозирующая камера образована выемкой штока. 13 3. Устройство по п.2, отличающееся тем,что оба конца отверстия открыты в атмосферу. 4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что между корпусом и штоком расположены уплотнения для предотвращения утечки сжиженного газа. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем,что уплотнения расположены так, что вход всегда изолирован от выхода независимо от положения штока. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем,что оно содержит две пары уплотнений так, что при нахождении дозирующей камеры в первом положении первая пара уплотнений сохраняет сообщение этой камеры с входом и изолирует ее от выхода, а при нахождении дозирующей камеры во втором положении вторая пара уплотнений сохраняет сообщение этой камеры с выходом и изолирует ее от входа. 7. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что уплотнения содержат политетрафторэтиленовые манжетные уплотнения с выполненной за одно целое металлической пружиной. 8. Устройство по любому из пп.2-7, отличающееся тем, что выемка выполнена в форме канавки со скошенными краями. 9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что сосуд снабжен разрывным запирающим элементом, а корпус клапана на входе снабжен средствами разрыва этого элемента так, что при взаимодействии сосуда с корпусом клапана на входе разрывной запирающий элемент разрывается. 10. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что клапан снабжен игольчатым клапаном,который содержит иглу, прижатую к седлу, а шток имеет наклонную поверхность так, что при нахождении в первом положении игла игольчатого клапана смещена со своего седла с обеспечением сообщения между сосудом и дозирующей камерой, а при нахождении во втором положении эта игла установлена так, что сообщение между сосудом и дозирующей камерой предотвращено, причем смещение иглы со своего седла с преодолением прижатия вызвано воздействием на нее наклонной поверхности при перемещении штока между первым и вторым положениями. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем,что корпус клапана имеет второй выход, а шток имеет вторую наклонную поверхность, которая взаимодействует с первой наклонной поверхно 001229 14 стью так, что шток может перемещаться между первым положением, в котором дозирующая камера сообщается с входом, и вторым положением, в котором при боковом перемещении штока в отверстии в любом направлении дозирующая камера сообщается с одним из двух выходов. 12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит уплотнения, расположенные так, что вход все время изолирован от выхода или выходов независимо от положения штока. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем,что уплотнения выполнены из политетрафторэтилена. 14. Устройство по любому из пп.10-13, отличающееся тем, что сосуд содержит выполненный за одно целое клапанный узел, содержащий элемент, прижатый к седлу так, что при взаимодействии сосуда с входом дозирующего клапана клапанный элемент сосуда расположен в непосредственной близости от иглы игольчатого клапана, входящего в состав дозирующего клапана, приведение в действие которого вызывает отвод иглы от своего седла с упором в клапанный элемент сосуда, который, в свою очередь, отводится от своего седла и таким образом обеспечивает сообщение входа с внутренней полостью сосуда. 15. Способ создания аэрозольного облака из частиц, включающий образование раствора или суспензии вещества, подлежащего распылению, в сжиженном газе высокого давления,который находится в докритическом состоянии,отличающийся тем, что быстрое расширение этого раствора или этой суспензии осуществляют в распылительном сопле устройства по любому из пп.1-15. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что в нем используют сжиженный газ, содержащий диоксид углерода, оксид азота (III) или гексафторид серы. 17. Способ по п.15 или 16, отличающийся тем, что в качестве вещества, подлежащего распылению, используют фармацевтическое вещество. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве фармацевтического вещества используют сальбутамол, беклометазона дипропинат,сальметерол, флутиказона пропинат или фармацевтически приемлемые соли любого из этих веществ.

МПК / Метки

МПК: B65D 83/14

Метки: дозирующий, аэрозольный, клапан

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/10-1229-doziruyushhijj-aerozolnyjj-klapan.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Дозирующий аэрозольный клапан.</a>

Похожие патенты